vitesse optimale sur autoroute pour un très long trajet ?

[amiral_sub]

bonjour,

 

nouvel acquéreur d'une model S P85+, je n'ai pas encore beaucoup d'exprience avec cette merveille. Je vais avoir un premier long voyage à effectuer: Bordeaux-Stuttgart aller-retour, histoire d'aller rendre visite à un ami d'enfance qui s'est offert une model 3. Ça me permettra de dégourdir les jantes 21" équipées en 265 sur les Autobahns

Quelle est la vitesse optimale pour faire plus de 1000km ? Le but étant de réduire le temps total de trajet + pauses recharges, surtout lors du trajet retour où je vais être short (je dois arriver absolument avant 21h)

[ALSETours]

il y a 52 minutes, amiral_sub a dit :

bonjour,

 

nouvel acquéreur d'une model S P85+, je n'ai pas encore beaucoup d'exprience avec cette merveille. Je vais avoir un premier long voyage à effectuer: Bordeaux-Stuttgart aller-retour, histoire d'aller rendre visite à un ami d'enfance qui s'est offert une model 3. Ça me permettra de dégourdir les jantes 21" équipées en 265 sur les Autobahns

Quelle est la vitesse optimale pour faire plus de 1000km ? Le but étant de réduire le temps total de trajet + pauses recharges, surtout lors du trajet retour où je vais être short (je dois arriver absolument avant 21h)

Le temps optimal c'est d'arriver presque vide à chaque SUC pour charger suffisamment et le plus vite pour arriver au suivant , La voiture fait tout pour toi, tu arrives à 2% au SUC et la voiture rajoute 10% de marge pour la destination suivante, à toi de jouer ou non avec ces 10% ... 

[amiral_sub]

j'ai trouvé ceci:

 

effectivement il faut rouler à 160km/h. Je vais écrire au ministre pour demander l'autorisation aux VE de rouler à 160km/h

[Kratus]

Oui, les tests de Bjørn montrent qu'il faut rouler le plus vite possible.
Ça raccourcit le temps de roulage et ça raccourcir le temps de charge, parce que ça charge plus vite batterie vide.

effectivement il faut rouler à 160km/h.

À 160 km/h sur Autobahn, tu es une entrave à la circulation.

[amiral_sub]

pourquoi que sur autobahn ?

[Hybridébridé]

Je m'étais intéressé au problème de la vitesse optimale d'un VE sur un long trajet début 2017, et j'avais trouvé, avec des hypothèses simplificatrices, une formule analytique approchée de la vitesse optimale à adopter.

 

Dans un premier temps, je fais bref, je vous mets juste la formule de la vitesse optimale, et je tâcherai dans un deuxième temps de remettre au propre les hypothèses et la démonstration ayant conduit à cette formule ainsi que la formule du tmin de trajet correspondant à une distance D en voyageant à cette vitesse optimale.

 

Celle-ci (formule approchée) est égale à :

avec :

Pr : puissance de recharge de la voiture supposé constante sur la durée de la recharge

 : rendement de la chaine de traction du véhicule

 : masse volumique de l'air

S : surface frontale projetée du véhicule

Cx : coefficient de trainée du véhicule

 

Maintenant que ABRP existe, ce calcul n'a plus qu'un intérêt théorique : il permet de voir les grandeurs en jeu.

 

Cela étant dit, cette formule explique bien le constat de Bjorn Nyland sur la model S postée plus haut par @amiral_sub, et surtout celui-ci dessous sur sa model 3 :

 

 

En effet, en faisant l'application numérique pour la model 3 dont le SCx est de 0,5 m2, avec une masse volumique de l'air de 1,225 kg/m3 à 15°C (température de l'essai de Bjorn) et en prenant des puissances moyennes de charge suivante estimées (pifométriquement, tout comme les rendements) suivant la puissance des bornes.

 

Pour une puissance moyenne de recharge de 100 kW (correspondant à un SuC de 120 kW) et un rendement de la chaine de traction de 0,87, on obtient Vopt = 187 km/h

 

Pour une puissance moyenne de recharge de 45 kW (correspondant à une borne rapide de 50 kW) et un rendement de 0,90 on obtient Vopt = 146 km/h

 

Pour le deuxième calcul, j'ai itéré en diminuant a posteriori, vue la vitesse élevée trouvée, le rendement de 3% correspondant au pertes thermiques dans la batterie (cf. tableau de Bjorn), mais aussi ailleurs en aval dans la chaine de traction. SI j'avais gardé les 0,9, on trouvait Vopt. = 190 km/h

 

La formule est donc bien en accord avec les résultats de Bjorn. On voit bien évidemment que l'intérêt est théorique, surtout pour un véhicule bien profilé, sachant que la vitesse optimale avec des bornes de recharge rapide est supérieure aux limites de vitesse partout en Europe, sauf en Allemagne et....sur l'île de Man 😎.

 

Sur un parcours sur route avec des bornes de recharge accélérée de 11 kW et un rendement de la chaine de traction 0,93, on trouve une Vopt. de 92 km/h pour la Tesla Model 3. Ca reste aussi assez théorique, car vue la moyenne horaire incluant la recharge, on se rechargera plutôt en temps masqué au départ et à l'arrivée en raccourcissant ses étapes, recharges en temps masqué que ne prend pas en compte la formule ci-dessus.

 

Voilà. Explications complètes sur le pourquoi du comment, quand j'en aurai le temps et le courage.

Modifié février 25, 2021 par Hybridébridé

[Hybridébridé]

J'en profite également pour signaler cette excellente étude comparative faite avec l'aide de ABRP par Guillaume Darding sur son remarquable blog.

 

Il simule un Paris-Marseille avec différents véhicules, puis se focalise ensuite sur différentes stratégies avec la Tesla Model 3 SR+, dont une diminuant la vitesse.

 

Il en déduite les temps et les coûts des trajets dans chaque cas.

 

Ce qui m'étonne dans ses résultats, c'est que les consommations trouvées sur les TM3 et les ID.3 soient si proches, car sur autoroute à 110 ou 130 km/h, les comparos vidéos que j'ai pu voir montrent que la TM3 est plus sobre de 2 kWh/100 km ou plus, par rapport à une ID.3.

Modifié février 25, 2021 par Hybridébridé

[Hybridébridé]

Le 25/02/2021 à 20:02, Hybridébridé a dit :

...Pour le premier deuxième calcul, j'ai itéré en diminuant a posteriori, vue la vitesse élevée trouvée, le rendement de 3% correspondant au pertes thermiques dans la batterie (cf. tableau de Bjorn), mais aussi ailleurs en aval dans la chaine de traction. SI j'avais gardé les 0,9, on trouvait Vopt. = 190 km/h...

Ce qu'il faut lire (trop tard pour éditer mon message).

[danm_cool]

Je ne suis pas certain que rouler vite en pratique permet de gagner énormément de temps, quelques simulations sur abrp montrent un gain de quelques minutes seulement si on roule a 130km/h vs 110km/h sur un trajet de 650k environs, par rapport a un temps total du trajet de 7h30 environs. En fait le problème est surtout lié au positionnement de bornes, et c'est cette donnée a mon avis que compte le plus, car si on avait des bornes pile au bon endroit pour recharger quand la batterie est en dessous 10% ça sera idéal mais ce n'est pratiquement jamais le cas, surtout avec le réseau Tesla...

 

[Arnaudc06]

De mon expérience sur le trajet Paris-Cannes ou cannes-Paris que j’ai fait pas mal de fois en Tesla sur 2 ans, il y a intérêt à multiplier les arrêts courts aux SuC en optimisant la zone de recharge 0-50-60 %. On gagne assez facilement le temps perdu avec un ou 2 arrêts supplémentaire avec le temps de charge très rapide.

 

La programmateur Tesla lui a tendance a privilégier moins d’arrêt et des arrêts longs, ce qui n’est pas optimal d’un point de vue temps de trajet.

 

Après il faut pouvoir partir vers l’arrêt suivant avec une marge faible pour arrier avec un SoC bas ou ajuster la vitesse en cours de trajet pour arriver sous les 5%.

 

Enfin, je n’ai pas testé un trajet full Ionity qui n’était pas possible lors de mon dernier aller/retour. Mais ils ont bien déployé sur cet axe depuis et c’est maintenant parfaitement possible. Sur une base de 4/5 arrêts recharge ... il y a de quoi gagner 20 minutes sur les sorties de l’autoroute

Modifié février 27, 2021 par Arnaudc06

[chevalllier]

Et 5mn de gagné c’est pas rien. Ça permet de boire un ou deux apéros de plus à chaque arrêt! 
 

quoique avec le pilote auto on peux boire en roulant 🤣

 

blague à part je remarque qu en ciblant 149 comme consigne avec une circulation fluide j ai réussi à faire 100kmh de moyenne charges comprises sur un Paris Charente paris (1000km) dans une journée hors temps passe chez le notaire sur place. Avec le temps de charge c’est top. 
après c’est à réserver à l Allemagne bien sûr. 

Modifié mars 4, 2021 par chevalllier

[amiral_sub]

20.000km après ma question, en fait y a pas de questions à se poser: c'est 130 kmh et on écoute le système de navigation. Le but est d'arriver le plus bas possible au suc suivant. Si on peut en sauter un en se limitant à 120 kmh ça vaut le coup. Le but est d'arriver avec moins de 10% au suc. Le système de navigation et de suivi de la consommation est ultra hyper bien fait, bravo aux ingénieurs qui l’ont conçu (pour le moment les autres constructeurs ne l'ont pas compris)

Je roule à environ 100kmh de moyenne, charges, repas, pipi compris

Modifié mars 4, 2021 par amiral_sub

[Berndt GT]

De Thoiry (Yvelines) à une destination à 50km au sud de Toulouse (748km), je charge une seule fois à Limoges (de 25% à 80% soit 20€ à 0.37€ le kwh) en limitant ma vitesse à 120km/h max et en évitant tous les péages... Trajet de 10h38 recharge 30 à 40mn incluse...
Par autoroute + péages, 6h50 de trajet + 38mn superchargeur (18 à 81% à 0,37€ le kwh soit 23,31€ +33,90€ de péage) Limoges soit 07h38 en limitant ma vitesse à 120km/h...
Véhicule TESLA MODEL S 100D 06/2017 143000km

Modifié mars 9, 2021 par Berndt GT

[amiral_sub]

y a juste un hic: pas facile de se limiter à 120 kmh avec nos engins

[Berndt GT]

Le 10/03/2021 à 09:24, amiral_sub a dit :

y a juste un hic: pas facile de se limiter à 120 kmh avec nos engins

Comme on nous passe de 130 à 110 et même 90 sur plein de tronçons d'autoroute...

Je mets l'Autopilote et basta !

[Frunky-Runner]

Le 09/03/2021 à 23:07, Berndt GT a dit :

De Thoiry (Yvelines) à une destination à 50km au sud de Toulouse (748km), je charge une seule fois à Limoges (de 25% à 80% soit 20€ à 0.37€ le kwh) en limitant ma vitesse à 120km/h max et en évitant tous les péages... Trajet de 10h38 recharge 30 à 40mn incluse...
Par autoroute + péages, 6h50 de trajet + 38mn superchargeur (18 à 81% à 0,37€ le kwh soit 23,31€ +33,90€ de péage) Limoges soit 07h38 en limitant ma vitesse à 120km/h...
Véhicule TESLA MODEL S 100D 06/2017 143000km

Rouler à 120 pour arriver au SuC à 18% je trouve ça dommage. Habitué du Trajet Toulouse - Thiais, de mon coté je roule à 135, et je vise les 5% au SuC, quitte à faire des pointes à 150 (Max de l'autoplitot) si il y a des travaux qui m'ont fait ralentir et que j'ai de la marge. 

[amiral_sub]

oui faut tout faire pour arriver à moins de 10%

[Berndt GT]

Il y a 15 heures, Frunky-Runner a dit :

Rouler à 120 pour arriver au SuC à 18% je trouve ça dommage. Habitué du Trajet Toulouse - Thiais, de mon coté je roule à 135, et je vise les 5% au SuC, quitte à faire des pointes à 150 (Max de l'autoplitot) si il y a des travaux qui m'ont fait ralentir et que j'ai de la marge. 

J'essaie de ne jamais descendre en dessous de 15% (qui correspond à 20% avec le buffer) ce qui prolonge énormément la durée de vie des batteries... et j'évite au maximum du possible le nombre de recharges rapides pour la même raison...

Modifié mars 12, 2021 par Berndt GT

[oliviers]

Il y a 1 heure, Berndt GT a dit :

J'essaie de ne jamais descendre en dessous de 15% (qui correspond à 20% avec le buffer) ce qui prolonge énormément la durée de vie des batteries... et j'évite au maximum du possible le nombre de recharges rapides pour la même raison...

Moi aussi j'essaie de ne jamais descendre en dessous de 15%, ce qui prolonge énormément la durée de vie de mes artères et de mes coronaires ! 😅

Modifié mars 12, 2021 par oliviers

[atome83]

Le 28/02/2021 à 00:24, Arnaudc06 a dit :

De mon expérience sur le trajet Paris-Cannes ou cannes-Paris que j’ai fait pas mal de fois en Tesla sur 2 ans, il y a intérêt à multiplier les arrêts courts aux SuC en optimisant la zone de recharge 0-50-60 %. On gagne assez facilement le temps perdu avec un ou 2 arrêts supplémentaire avec le temps de charge très rapide.

 

La programmateur Tesla lui a tendance a privilégier moins d’arrêt et des arrêts longs, ce qui n’est pas optimal d’un point de vue temps de trajet.

 

Après il faut pouvoir partir vers l’arrêt suivant avec une marge faible pour arrier avec un SoC bas ou ajuster la vitesse en cours de trajet pour arriver sous les 5%.

 

Enfin, je n’ai pas testé un trajet full Ionity qui n’était pas possible lors de mon dernier aller/retour. Mais ils ont bien déployé sur cet axe depuis et c’est maintenant parfaitement possible. Sur une base de 4/5 arrêts recharge ... il y a de quoi gagner 20 minutes sur les sorties de l’autoroute

de toute façon on s’arrête pour la pose technique ou changement de chauffeur.

20mn sur Paris Cannes! la belle affaire. si vraiment pressé, y a l'avion

Modifié mars 12, 2021 par atome83

[Frunky-Runner]

Le 12/03/2021 à 12:51, Berndt GT a dit :

J'essaie de ne jamais descendre en dessous de 15% (qui correspond à 20% avec le buffer) ce qui prolonge énormément la durée de vie des batteries... et j'évite au maximum du possible le nombre de recharges rapides pour la même raison...

Rester entre les 20 - 80% c'est surtout pour la vie de tous les jours. Sur les longs trajets, c'est justement entre 5 et 20% que l'on charge le plus vite et que l'on perd donc le moins de temps. L'important c'est de recharger de suite et de ne pas laisser la batterie aux extremes trop longtemps. Après six ans et 250 000km, ma dégradation n'a bougé que la premiere année de 5% (comme tout le monde) et depuis c'est plutôt stable :

[Paps]

Salut @Frunky-Runner

Où peut-on trouver ces données ?

[Frunky-Runner]

Il y a 2 heures, Paps a dit :

Salut @Frunky-Runner

Où peut-on trouver ces données ?

Ce sont les données collectées par teslafi https://teslafi.com/batteryTest.php

C'est un service payant que je trouve interessant pour garder un historique des ses trajets, conso, updates, charges, etc... Je crois qu'il y a un systême d'un mois d'essai gratuit.

C'est aussi utile pour régler ses paramètres de deep sleep mode, j'ai ainsi vu que ma S était réveillée toutes les heures par abetterrouteplanner et que j'avais une consommation phantom énorme, mais on s'éloigne du sujet

Modifié mars 15, 2021 par Frunky-Runner

[Paps]

Ok merci !

[Hybridébridé]

Un point connexe à ce sujet et plus applicatif est le suivant : Quelles sont les caractéristiques du VE qui vont permettre de rallier le plus rapidement possible une destination lointaine (> autonomie d'un véhicule) à une vitesse donnée (par exemple, à la vitesse limite sur autoroute ou sur voie rapide).

 

Le modèle simplifié qui m'avait donné la formule de la vitesse optimale postée plus haut :

 

 

donne un temps T pour une distance D à une vitesse v  de :

où :

 

avec :

Crr : coefficient de résistance au roulement

M : Masse du véhicule

g : accélération du véhicule

Les autres grandeurs ont été définies dans le post ci-dessus en lien.

 

Dans cette formule, les temps d'approche et de branchement sont négligés, la vitesse est supposée constante (sur un parcours plat) ainsi que la puissance de charge.

 

Au passage, si vous cherchez le temps minimal de trajet fonction de la vitesse (petite révision de première), il vous suffit de dériver le temps T par rapport à v, de chercher quand la dérivée s'annule, et vous retrouverez la vitesse optimale que j'ai donnée dans le post en lien. Il suffit de réinjecter cette vitesse optimale dans la formule ci-dessus pour obtenir le temps de trajet minimal.

 

Ici, ce qui nous intéresse, c'est ce qui peut influer sur la baisse de T, la vitesse étant imposée. Et bien, comme on peut le le constater, ce sont la consommation du véhicule au numérateur, et la puissance de charge au dénominateur. Cette formule montre donc en première approximation que le véhicule qui arrivera le plus vite à destination est celui qui consomme le moins ET qui charge le plus vite. Dans la pratique, ce sera celui qui aura le meilleur compromis consommation/puissance de charge.

 

Et la capacité de la batterie, me direz-vous ? En effet, la formule simplifiée ci-dessus fait l'hypothèse implicite que toute la charge est effectuée pendant le parcours, ce qui fait que la capacité de la batterie ne rentre pas en ligne de compte.

 

Et bien, cette capacité de batterie (supposée chargée à 100% au départ) va donner un avantage sur le premier run jusqu'à votre première recharge. Mais ensuite, et si vous avez un réseau de charge rapide suffisamment dense, ce qui est désormais souvent le cas (et le sera de plus en plus), et comme plusieurs l'ont expliqué ci-dessus, notamment @Frunky-Runner, vous allez vous limiter à bas SoC (on va dire 5% min. - 60% max. de la batterie pour maximiser Pr (ça serait différent si Pr était constant sur 0-100%)). Ensuite, plus la distance sera longue, plus cet avantage initial de la grosse batterie va se réduire, et passer derrière ces deux paramètres déterminants que sont faible consommation et forte puissance de recharge. Profiter de la capacité d'une grosse batterie quitte à avoir une Pr plus faible sera perdant face à une petite batterie qui tâchera d'optimiser une Pr plus élevée .

 

Bjorn Nyland en fait une excellente démonstration via ses challenges de 1000 km, où le but est de les parcourir en un temps le plus faible possible, tout en respectant les limitations de vitesse (ou à peu près : il s'autorise + 10%).

 

Mais la démonstration la plus éclatante a été faite récemment avec un match entre 3 voitures de caractéristiques et de capacité de batterie très différente. Et bien quelle est celle qui a gagné ? celle avec la plus petite batterie, à savoir la Tesla Model 3 SR+ MIC 2021 qui allie très faible consommation et excellente puissance de recharge, et pourtant avec quelques erreurs de Bjorn qui était à son volant.

NB : avec une Model 3 LR 2021 qui ne consomme pas beaucoup plus et recharge encore plus vite, il n'y aurait même pas eu de match...

 

Je vous mets les liens vers ses deux vidéos ci-dessous (il y a l'aller et le retour) :

 

 

 

Il y avait déjà produit il y a un certain temps le même type de preuves avec la Hyundai Ioniq 28 kWh qui avait vaincu des concurrentes à la batterie beaucoup plus grosse ! Vous retrouverez ces matchs assez passionnants et palpitants en recherchant sur l'historique de sa chaine.

 

Suggestion aux modérateurs : ce sujet à vocation très générique et qui peut intéresser beaucoup de monde n'est pas lié à la Model S et concerne tous les VE. Peut-être serait-il bénéfique pour une meilleure audience de le déplacer dans une section générique du forum liée aux VE ?

 

Modifié septembre 19, 2021 par Hybridébridé
Suggestion aux modos